Por Ward Arms - engenheiro elétrico forense, EFI Global e Wes Hansen - engenheiro elétrico forense, EFI Global
Os veículos elétricos (EVs) são um meio de transporte relativamente novo em produção em massa. Usar a eletricidade para se impulsionar significa que uma nova infraestrutura está sendo implantada gradualmente - uma infraestrutura com a qual poucos estão familiarizados. É importante explorar os fatores relacionados às tecnologias de recarga, incluindo os níveis de recarga, a duração e o custo de uso, além da confiabilidade geral da estação de recarga. A infraestrutura pública de recarga - com padrões adequados de instalação, operação, manutenção e segurança - terá de ser implementada em todo o país para que ocorra a adoção em massa de VEs. À medida que essa infraestrutura for criada e os padrões forem instituídos para uso público e segurança, haverá resultados consequentes de perda de propriedade para os quais é melhor começar a se preparar agora.
As tecnologias de carregamento variam muito
Ao examinar as tecnologias de carregamento, nem todas são criadas da mesma forma. O método de carregamento mais lento e de nível mais baixo, o nível 1, é um carregador portátil vendido com o veículo. Ele é usado principalmente em ambientes residenciais e se conecta a uma tomada padrão de 120V. Embora carregue um VE em uma velocidade relativamente lenta (3,5 a 6,5 milhas por hora), ele utiliza uma baixa potência (1 quilowatt) e, portanto, incorre em custos menores de eletricidade. Supondo que 1.200 milhas sejam normalmente percorridas em um mês e que a eletricidade custe 15 centavos de dólar por kW, o custo mensal para carregar o VE seria de US$ 52.
Se o proprietário de um veículo elétrico estiver interessado em uma carga mais rápida, ele poderá procurar um carregador de nível 2 - um tipo que pode ser comprado e instalado profissionalmente em uma garagem e que também é oferecido para uso em um ambiente público mediante o pagamento de uma taxa. O nível 2 permite uma carga de 3 a 7 vezes mais rápida, reduzindo a duração total da carga de mais de 30 horas para cerca de 10 horas. O custo por hora para utilizar um carregador público de nível 2 varia de US$ 1 a US$ 5.
Por fim, o carregador de carregamento rápido de corrente contínua(DCFC), também conhecido como estações de carregamento rápido, é muito mais potente do que os dois primeiros. Enquanto alguns carregadores de nível 1 têm uma taxa de 3,5 milhas por hora de carregamento, os DCFCs podem fazer o mesmo em um minuto (e podem até chegar a 20 milhas). Logicamente, eles têm uma potência de saída mais alta (50-300 kW) e custam mais para serem utilizados (US$ 10 a US$ 30 por hora).
Falta de padrões nacionais e questões de confiabilidade
Ainda não existem padrões nacionais para a instalação, operação ou manutenção de estações de carregamento de veículos elétricos. Foi somente no início deste ano que o governo dos EUA abordou publicamente essa necessidade pela primeira vez. Em junho, a Casa Branca anunciou um plano para desenvolver novos padrões para a "primeira rede nacional de 500.000 carregadores de carros elétricos", acrescentando que "sem padrões sólidos, os carregadores seriam menos confiáveis, poderiam não funcionar para todos os carros e não teriam métodos de pagamento comuns". Na escassa infraestrutura de recarga pública que existe até o momento, o Escritório Conjunto de Energia e Transporte descreveu uma situação com pouca consistência, afirmando que "...existem grandes disparidades entre as estações de recarga de VEs em componentes importantes, como práticas operacionais, métodos de pagamento, organização do local, exibição do preço da recarga, velocidade e potência dos carregadores....".
De igual ou maior importância, os padrões de segurança também devem ser formados. Atualmente, não há estatutos de segurança aos quais os carregadores devam aderir depois de instalados, deixando espaço para uma série de riscos à propriedade e às pessoas que estão carregando.
Mesmo depois que as estações públicas de recarga se espalharem, há dúvidas sobre a confiabilidade geral das estações. Os motoristas frequentemente enfrentam situações em que as estações carregam em velocidades muito mais lentas do que as anunciadas. As estações de recarga são supostamente projetadas para resistir a condições ambientais adversas, mas essa teoria não se sustentou nos mercados globais de veículos elétricos, pois muitos carregadores quebram ao chegar ou não começam a carregar quando são conectados.
Infraestrutura de carregamento de veículos elétricos e perda de propriedade
A inevitável tentativa e erro de desenvolver e implementar uma sólida infraestrutura pública de carregamento de VEs terá implicações importantes para o setor de perda de propriedade. Fatores como defeitos de material, instalação ruim, manutenção inadequada e condições ambientais já resultaram em muitos casos de perda de propriedade. Em 2019, uma falha em uma unidade de carregamento fez com que seu painel frontal de alumínio explodisse quando o carregador estava sendo desconectado de um veículo. Em 2020, um grupo de supercarregadores construídos ao lado de um hotel sofreu uma perda depois de ser instalado em uma área que alaga regularmente. E em 2022, houve um grande incêndio em um estacionamento que, de acordo com os investigadores, provavelmente resultou de um curto-circuito em uma das estações de carregamento rápido. À medida que os veículos elétricos se tornarem mais onipresentes na sociedade, também ocorrerão falhas tecnológicas nos carregadores e perdas de propriedade.
Falhas elétricas consequentes e não incomuns
Vamos considerar por que os transformadores e outros sistemas elétricos externos geralmente falham. Primeiro, a água - proveniente de furacões, tornados ou acidentes - pode causar intrusão de água ou, pior ainda, submersão. Dependendo dos contaminantes presentes na água, a exposição pode causar curtos-circuitos instantâneos e/ou comprometer o isolamento elétrico e os metais suscetíveis. Além disso, incêndios podem se originar de conexões soltas ou incandescentes. De acordo com a Associação Nacional de Proteção contra Incêndios, uma conexão incandescente ocorre "quando um circuito tem uma conexão ruim, como um parafuso solto em um terminal, o aumento da resistência causa um aumento do aquecimento no contato, o que promove a formação de óxido... Um ponto de aquecimento se desenvolve nessa interface de óxido, que então se torna quente o suficiente para incandescente". E quando materiais combustíveis estão próximos o suficiente do ponto quente, eles podem entrar em combustão. Um exemplo em grande escala disso aconteceu em junho de 2022, quando a empresa de automação digital e gerenciamento de energia Schneider Electric fez o recall de 1,4 milhão de painéis elétricos devido a riscos de queimaduras térmicas e incêndios, todos envolvendo uma conexão de parafuso neutro solta dentro do centro de carga.
Outras causas fundamentais de falhas em equipamentos de sistemas elétricos incluem a quebra de materiais isolantes devido a atrito, rasgo ou estresse elétrico excessivo, bem como falhas em transformadores resultantes de proteção inadequada contra picos de energia ou defeitos de material, entre outras coisas. Por fim, pode haver defeitos de projeto de engenharia - quando, sob uso típico, um produto sofre falha sistêmica, ferindo o usuário ou a propriedade ao usar um produto em sua função pretendida.
Ficar à frente da curva
Lentamente, mas com certeza, os veículos elétricos e as estações de recarga se tornarão parte integrante da vida moderna. É fundamental que não apenas nos familiarizemos com a tecnologia de veículos elétricos, mas que nos preparemos para as maneiras pelas quais um novo cenário tecnológico afetará as perdas de propriedade. Com esse conhecimento e preparação, o objetivo é estarmos prontos quando chegar a hora, e não surpresos, sem nos esforçarmos para nos atualizar, mas nos adaptando rapidamente para atender às necessidades de nossa clientela.
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